تشغيل CNC لمنتجات صلب السبائك

يتطلب اختيار نوع سبيكة الألومنيوم النظر في: 1) متطلبات القوة: للأجزاء عالية الإجهاد اختيار السلسلة 7 (7075) أو السلسلة 2 (2024)؛ 2) مقاومة التآكل: للبيئات الرطبة اختيار السلسلة 5 (5052، 5083)؛ 3) أداء التشغيل: للأشكال المعقدة اختيار السلسلة 6 (6061، 6063)؛ 4) احتياجات اللحام: تفضيل السلسلة 5 أو 6؛ 5) المعالجة السطحية: للتأكسد الأنودي اختيار السلسلة 6؛ 6) عامل التكلفة: للاستخدامات العامة يمكن اختيار الألومنيوم النقي من السلسلة 1. على سبيل المثال، تستخدم الصناعات الجوية 7075 بشكل شائع، مكونات السيارات تستخدم 6061 بكثرة، البيئات البحرية تناسب 5083، الأجزاء الزخرفية يمكن اختيار 6063.

المشاكل الشائعة في تشغيل الألومنيوم وحلولها: 1) التصاق الأداة/تراكم الرايش: استخدام أدوات حادة، زيادة سرعة القطع، تعزيز التبريد؛ 2) خشونة سطحية سيئة: تحسين معلمات القطع، استخدام سرعة دوران عالية وتغذية منخفضة، ضمان حدة الأداة؛ 3) التشوه: استخدام تشغيل خشن ودقيق منفصل، ترتيب تسلسل القطع المناسب، استخدام ملزمة خاصة؛ 4) الحواف الخشنة: تحسين زاوية الأداة (زيادة الزاوية الأمامية)، تقليل كمية التغذية، إضافة عملية إزالة الحواف؛ 5) عدم استقرار دقة الأبعاد: التحكم في درجة حرارة التشغيل، استخدام ورشة عمل بدرجة حرارة ثابتة، اختيار حالة مادة مستقرة (مثل الحالة T6).

تأثير المعالجة الحرارية للألومنيوم على التشغيل: 1) تغيرات الخواص الميكانيكية: تزيد الحالة T6 الصلابة بشكل ملحوظ (صلابة 6061-T6 حوالي 95 HB)، مما يزيد صعوبة القطع؛ 2) كفاءة التشغيل: الحالة الملدنة (الحالة O) كفاءة تشغيلها أعلى بنسبة 30-50% من الحالة المعالجة بالتقادم؛ 3) تسلسل التشغيل: عادةً ما يتم استخدام عملية "التشغيل الخشن - المعالجة الحرارية - التشغيل الدقيق" لتجنب تأثير تشوه المعالجة الحرارية على الدقة النهائية؛ 4) استقرار الأبعاد: بعد المعالجة الحرارية، تكون المادة أكثر استقرارًا، وثبات الأبعاد أفضل؛ 5) المعالجة السطحية: تؤثر حالة المعالجة الحرارية على تأثير التأكسد الأنودي، ويجب اختيار الحالة المناسبة حسب متطلبات المعالجة السطحية. للأجزاء عالية الدقة، يوصى بالمعالجة المستقرة بعد المعالجة الحرارية لتقليل التشوه اللاحق.

خيارات المعالجة السطحية الشائعة للألومنيوم وخصائصها: 1) التأكسد الأنودي: يشكل طبقة أكسيد مسامية، قابلة للصبغ، تحسن مقاومة التآكل والتآكل، سمك الفيلم 5-25 ميكرون؛ 2) التأكسد الأنودي الصلب: سمك الفيلم 25-150 ميكرون، صلابة عالية (≥300 HV)، أداء مقاومة تآكل ممتاز، مناسب للأجزاء المتحركة؛ 3) الطلاء الكهربائي: طلاء الكروم يزيد الصلابة ومقاومة التآكل، طلاء النيكل يحسن مقاومة التآكل، طلاء الذهب/الفضة للتوصيل الكهربائي والزخرفة؛ 4) التحويل الكيميائي: معالجة الكرومات تحسن مقاومة التآكل والتصاق الطلاء، المعالجة بدون كروم أكثر صداقة للبيئة؛ 5) الطلاء/التلبيد: مظهر زخرفي جيد، ألوان متنوعة، أداء وقائي ممتاز؛ 6) التلميع الكهربائي: يحسن نعومة السطح ومقاومة التآكل، مناسب للمعدات الطبية والغذائية. يجب تحديد الاختيار بناءً على بيئة الاستخدام ومتطلبات الأداء.

دقة تشغيل الألومنيوم: التشغيل العادي يمكن أن يصل إلى IT7-IT8 (±0.015-0.03 مم)، التشغيل الدقيق يمكن أن يصل إلى IT5-IT6 (±0.002-0.008 مم)، التشغيل فائق الدقة يمكن أن يصل إلى ±0.001 مم. إجراءات ضمان الدقة: 1) المعدات: استخدام ماكينات CNC عالية الدقة (دقة التموضع ≤0.003 مم)؛ 2) الأدوات: أدوات ألماس أو كربيد حبيبات فائقة النعومة؛ 3) الملزمات: ملزمات عالية الدقة، لتقليل أخطاء التثبيت؛ 4) البيئة: ورشة عمل بدرجة حرارة ثابتة (تقلب درجة الحرارة ≤±1℃)؛ 5) القياس: آلة القياس الإحداثي (دقة ≤0.001 مم)؛ 6) العملية: استخدام فصل التشغيل الخشن والدقيق، التقادم المتعدد، المعالجة المستقرة؛ 7) العاملين: مبرمجين ومشغلين ذوي خبرة. من خلال التحكم الكامل في العملية، يمكن ضمان متطلبات الدقة العالية بشكل مستقر.

مقارنة تكاليف تشغيل الألومنيوم مع المواد المعدنية الأخرى: 1) تكلفة المواد: سعر الألومنيوم حوالي 2-3 أضعاف الفولاذ العادي، وأقل من سبائك النحاس والتيتانيوم؛ 2) كفاءة التشغيل: سرعة تشغيل الألومنيوم 3-5 أضعاف الفولاذ، و8-10 أضعاف التيتانيوم، وقت تشغيل قصير؛ 3) استهلاك الأدوات: عمر أدوات الألومنيوم الخاصة طويل، التكلفة حوالي نصف تكلفة تشغيل الفولاذ؛ 4) تكاليف الطاقة: طاقة التشغيل ثلث الفولاذ فقط؛ 5) تكاليف المعالجة اللاحقة: المعالجة السطحية للألومنيوم (مثل التأكسد الأنودي) أقل تكلفة من الطلاء الكهربائي للفولاذ؛ 6) التكلفة الشاملة: على الرغم من ارتفاع تكلفة المواد، إلا أن كفاءة التشغيل العالية وانخفاض استهلاك الطاقة تجعل التكلفة الإجمالية عادة أقل بنسبة 10-20% من الفولاذ المقاوم للصدأ، وأقل بأكثر من 50% من سبائك التيتانيوم، مما يعطي ميزة تكلفة كبيرة.